Particules mésoporeuses de silicium, alias SiMPS, environ 1, 000 nanomètres de diamètre contiennent des milliers de particules d'oxyde de fer beaucoup plus petites. Les SiMPs peuvent être manipulés par des aimants et se rassembler sur le site des tumeurs, où ils peuvent être chauffés pour tuer les tumeurs malignes ou déclencher la libération de médicaments. Les particules ont été créées par une équipe internationale dirigée par des scientifiques de l'Université Rice et du Methodist Hospital Research Institute de Houston. Crédit :Le Groupe Wilson
(Phys.org) — Des particules submicroscopiques contenant des particules d'oxyde de fer encore plus petites pourraient faire de l'imagerie par résonance magnétique (IRM) un outil beaucoup plus puissant pour détecter et combattre les maladies.
Des scientifiques de l'Université Rice et du Methodist Hospital Research Institute (TMHRI) ont dirigé une équipe internationale de chercheurs dans la création de particules composites pouvant être injectées aux patients et guidées par des champs magnétiques. Une fois en place, les particules peuvent être chauffées pour tuer les tissus malins ou déclencher la libération de médicaments sur le site.
Les « nanoconstructions » devraient se dégrader complètement et quitter le corps en quelques jours, ils ont rapporté.
La recherche apparaît en ligne dans la revue Matériaux fonctionnels avancés .
L'équipe dirigée par le chimiste Rice Lon Wilson et le scientifique de TMHRI Paolo Decuzzi cherchaient un moyen de surmonter les défis présentés par les particules d'oxyde de fer qui sont bonnes à certaines choses mais pas à d'autres, selon leur taille.
Les particules d'oxyde de fer ont de nombreuses excellentes qualités :elles peuvent être manipulées avec des aimants, offrent un excellent contraste sous IRM, créer de la chaleur lorsqu'il est déclenché et se dégrader rapidement. Mais ils ne peuvent pas faire tout cela à la fois. L'équipe avait besoin d'un moyen de dissocier les fonctions de leurs tailles.
La solution consistait à emballer des milliers de particules d'oxyde de fer – avec des noyaux magnétiques aussi petits que 5 nanomètres de diamètre – à l'intérieur de particules plus grosses.
Les nanoconstructions contenant des particules d'oxyde de fer pourraient faire de l'imagerie par résonance magnétique un outil beaucoup plus puissant pour détecter et combattre les maladies. Crédit :Ayrat Gizzatov
Les chercheurs ont réalisé deux de ces nanoconstructions, incorporant des particules d'oxyde de fer dans des particules mésoporeuses de silicium (SiMP) et des nanoconstructions polymères discoïdes (DPN). Ils savaient, grâce à des recherches antérieures, que les SiMP et les DPN de taille submicronique s'accumulent naturellement dans les vaisseaux sanguins de la tumeur.
L'oxyde de fer améliore la capacité de positionner et de maintenir les particules en place avec des aimants, a déclaré l'auteur principal et étudiant diplômé de Rice Ayrat Gizzatov. "Ils sont attirés par l'aimant, et qui induit une autre interaction magnétique dipôle-dipôle entre les particules et augmente leur mécanisme de communication interparticulaire, " il a dit.
Les tests ont montré que les particules d'oxyde de fer rendaient les nanoconstructions 10 fois meilleures que les agents de contraste traditionnels avec ce qui équivalait à des doses de fer significativement inférieures à celles utilisées dans la pratique actuelle.
La nouvelle recherche a également montré que, comme principe général, confiner les agents de contraste IRM (comme l'oxyde de fer) dans des structures géométriques améliore leur relaxivité - la propriété qui fait apparaître les agents dans les images IRM. (Plus le temps de relaxation est court, plus le contraste de l'image est grand.)
Alors que les particules sont trop grosses pour cibler des protéines spécifiques, Gizzatov a déclaré qu'il pourrait également être possible de les modifier avec des éléments qui augmenteront leur accumulation dans les tumeurs.
